主頁 > 技（jì）術文章 > 傳感器與檢測技術的實踐探索 2024-10-17

傳感器與（yǔ）檢測技術的實踐探索

一、項目教學的實踐：
1、課題：溫度（水溫）測量係統的設計（jì）課堂教學：介紹三類常用（yòng）溫度傳感器以及如何（hé）選用合適的溫度（dù）傳感器。首先，了解金屬熱（rè）電阻的電阻隨溫度而變化的特性，掌握電（diàn）橋測溫（wēn）原理；其次，了解（jiě）熱敏電（diàn）阻的特性、類（lèi）型（xíng）及應用；最後，認識熱電（diàn）偶，學會使用熱電偶分度表，掌握熱電偶的使用方法。實（shí）踐教學：要求選用合（hé）適的傳感器（qì）完成水（shuǐ）溫測量及報警電路的設計與實（shí）現（要求（qiú）硬件實現）。教學過程：要（yào）求（qiú）學生先（xiān）討論（lùn）傳感器的選型，然後討論電路圖的設計。設計（jì）完成後，每組各派一名同學（xué）展示電（diàn）路圖，並說明設計依據，然（rán）後各組提出元件需（xū）求，自行購買或從實驗室領（lǐng）取，根（gēn）據設計圖完（wán）成電路焊（hàn）接，驗（yàn）證報警功能。教學效果：學生完成（chéng）了溫度檢測報警電路的設計、仿真和實現（xiàn），以熱敏電阻或其他溫度傳感器作為檢測元（yuán）件，電路簡單實用。有單片機基礎的同學還完成了溫度（dù）的顯（xiǎn）示和（hé）控製功能，效果良好（hǎo）。該電路雖然（rán）簡（jiǎn）單常見，但學（xué）生通過自（zì）己動手完成（chéng）設計焊接調試，對係統設計充滿興趣，達（dá）到了教學目（mù）的。
2、課題：電子稱重係統設計課堂教（jiāo）學和實踐教學結（jié）合（hé）：引導學生思考測（cè）量係統的設計（jì）思路，首先完成（chéng）需求分析，然後進行係統總體設計，接下（xià）來進行傳感器選型和具體信號處理電（diàn）路設計（jì）。學生以4人一組進（jìn）行設計。需求（qiú）分析（xī）：要求學生以超市（shì）稱重為應用目標完成需求分析，如需要電子秤實現基本的稱重功能，稱重範圍為0～5kg，重量誤差不大於（yú）±0.01kg，同時還能實現去皮、調零等功能。總體設（shè）計（jì）：要求學生分組討論係統總體設計方案，最終大（dà）多數組（zǔ）給出總（zǒng）體設計方案。當物（wù）體放在秤盤上時重量施給傳感器，該傳感器（qì）發生形變，從而使阻抗發生變化，同時使輸（shū）出電壓發生變化（huà）。該信號經放大濾波電路輸出到A/D轉（zhuǎn）換器，轉換成數字（zì）信號輸出到CPU，進（jìn）行運算、控製、顯示等。稱重傳感器選型：引導（dǎo）學生思考哪些傳感器可（kě）用來測重，並從中合理選（xuǎn）型。稱重傳感器的（de）性能很（hěn）大程（chéng）度上決定（dìng）了電子秤的精確度和穩定性。通常稱重傳感器產生的誤差約占電（diàn）子秤整（zhěng）體（tǐ）誤差的50%～70%。按照稱重傳感器的結（jié）構型式（shì）不同，可以分直（zhí）接位移傳感器（電容式、電感式、電位計式、振弦（xián）式（shì）、空腔諧（xié）振器式等）、應變傳感器（電（diàn）阻應變式、聲表（biǎo）麵諧振式）或是利用磁彈（dàn）性、壓電（diàn）和壓阻等物理效應的（de）傳感器。對稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應，並有良好的線性（xìng）關係；有較高的（de）靈敏度；對被稱（chēng）物體狀態的影響要小；有較好的頻響特性；穩定可靠（kào）。學生（shēng）通過對比和綜合考慮，係統（tǒng）采（cǎi）用電阻應變式傳感器，量程為（wéi）5kg，精度為0.01kg。其形狀長（zhǎng）約80cm，高和寬為10cm的長方體，金屬塊中間有兩個圓（yuán）形挖空，作用是讓金屬（shǔ）塊容易產生彈性使貼在金屬上的（de）四片應變片更加靈敏（mǐn）地接收應變量，輸出就更加（jiā）靈敏。其結構（gòu）圖如圖3所示。當彈性體受力變形時，應變片（piàn）的敏感柵也隨同變形，其電阻值發生相應變化，通過全橋電路轉換為（wéi）電（diàn）壓的變化。利用電（diàn）橋的和差特性（引導學生注意應變片（piàn）電橋特性的重要性）可以提高係統靈敏度（dù）並進行溫度補（bǔ）償。信號處理電路設計：引（yǐn）導學（xué）生思考傳感器一般輸出微弱模擬電信號，如何與後續電路配合連（lián）接。傳感器輸出信號的處理是首先（xiān）選用AD7705進入單片（piàn）機後進行相關的軟硬（yìng）件設計。教（jiāo）學效果：有單片機基礎（chǔ）的（de）同學很好地（dì）完成了（le）電子稱（chēng）稱重係統的設計，傳感器選用合理，係統設計思路清晰，完成後（hòu）的係統軟硬件運行可靠（kào）。該（gāi）項目的完成說明學生已經具備（bèi）實際設計係統的基本思路和基（jī）本技能。
二、項目教學的總結與思考：
項目教（jiāo）學法中所設計的項目大多與學生日常生活密切相（xiàng）關，並蘊含工業測量係（xì）統設計思路。學生通過自己的努力以及同學之（zhī）間的合作親（qīn）手設計並製作出真實的產品，這讓學生感受到自（zì）己的學習價值。同時學生參與項目的討論、實施、成果展示、交流評價等，有（yǒu）利於培養其善於思考、善於溝通以及團（tuán）隊精神。有些小組去電子市場購買元器件，這使學生了解了電（diàn）子元器件的市場以及（jí）如何在市（shì）場中選購合（hé）適元器件。學（xué）生認為有助於拓展自己的課堂學習內容。通過兩個學期的項目教學（xué）法實踐（jiàn），筆（bǐ）者認為在項目教學法的具體實踐（jiàn）過程中應該注意以下（xià）問題：首先，教學項目要包（bāo）含（hán）教學內容，同時要實用可行，學生有條件真正（zhèng）完（wán）成（chéng），同時（shí）根據學（xué）生的（de）實際水平確定難易程（chéng）度。其次，教（jiāo）師要適當給予引導（dǎo），包括（kuò）對知識的講解和對項目（mù）具體實施思路的引導，這樣（yàng）學生才更容易理解接受並成功完成項目，並能在實施過程中培養係統觀念，培養其創新能力。最後，要充分調動學生的積極性。在完成設計後，以其工程應用背景激發（fā）學生進一步學習的興趣，同時可采用一些激勵機製調動學生的學（xué）習積極（jí）性，提高（gāo）教學效果。

上一篇：《PLC原理》在實習教學中的應用
下一篇：談電力（lì）係統中的（de）電氣自動化技術

傳感器與（yǔ）檢測技術的實踐探索

我們的優（yōu）勢：